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ZEMAX光学设计实例（146）---在ZEMAX中创建多边形物体

2021-12-27 20:02| 发布者：Davis| 查看：1630| 评论：0|原作者: 小小光08

摘要：在ZEMAX中，用户可以通过创建POB文件自定义多边形物体，如棱镜。本文介绍了POB文件的格式和各符号的意义，并给出了两个实例：创建一个立方体和一个顶角为30°的直角棱镜。常用的多边形物体可直接从ZEMAX自带的Objects列表中调用。

引言：

在ZEMAX中，用户可以自定义多边形物体，比如棱镜。

多边形对象是由 3D 空间中的三角形集合组成的对象，其顶点在 ASCII 文本文件中定义，可以在任何文本编辑器（如记事本）中创建和编辑，并且由一系列数据行组成。

每行以单个字母或符号开头，后跟相应数据，文件的扩展名为POB。

字母或符号的意义如下：

l 符号“！”用于定义一个注释行，例如：！ frontface vertices 。

l 符号“C”用于定义面的名称，例如：C 0 “front face” 。

面的名称用于在物体“Coat/Scatter”对话框中的显示物体各个面的名称。

注意：面的名称必须加引号。

l 符号“I”用于将顶点标记为不可见，语法为：I V1 V2（V1和V2为顶点坐标），例如：I 3 4 。

说明：连接某个顶点的线，如果不需要画出来（如位于在同一平面之间的两相邻三角形之间的线）就可以将其标记为不可见。为了将某个顶点标记为不可见，可以在符号“I”后面加上这两个顶点的序号，这样，任何与被标记的顶点相连接的线将不会画出，这只会影响3D视图，只是对多边形物体起一个修饰作用。

注意：命令“I”必须在任何参考不可见顶点的三角形或矩形之前。

l 符号“V”用于定义顶点，语法：V 序号 x y z ，即符号“V”后面加上顶点序号以及顶点的x、y和z坐标来定义，例如：V 1 4.0 1.0 -1.0。

注意1：顶点序号必须为整数。

注意2：x、y和z坐标为浮点数，它们之间用空格隔开。

l 符号“T”作为标识，表示由各个顶点连线构成的三角形；

语法：T 顶点1 顶点2 顶点3 isreflective face

注意：顶点序号必须是整数，且顶点必须是文件中先前定义的顶点。

如果三角形是形成一个封闭体的物体的部分，顶点就要排序使得顶点1和顶点2之间的矢量与顶点1和顶点3之间的矢量乘积，指向体的“出口；

“isreflective”为-1表示表面吸收，1表示表面反射，0表示表面折射。

注意：使用该标志可以在同多边形物体中使三角形反射，而其它的三角形为折射或吸收。但是，isreflective标志在布尔运算产生的多边形物体中不需要考虑。

“face”，用于面的值定义三角形属于哪个面。如果忽略面序号，则默认为0。

例如：T 1 2 3 0 2 ，这定义了连接顶点1、顶点2和顶点3属于面2的折射的三角形。

l 符号“R”作为标识，表示由各个顶点连线构成矩形或四边形，相关定义与三角形一样；

例如：定义一个矩形，需要通过4个顶点连接来定义，R 1 2 3 4 就表示矩形的顶点1、顶点2、顶点3和顶点4连接成一个矩形。

注意：顶点序号必须为整数，顶点必须是以前文件中定义过的顶点。顶点的次序不能任意，它们必须以针方向或逆时针方向排列，而不能交叉排列。

并不是所有的四顶点多边形都能形成一个简单的矩形，对于更复杂的形状，需要用到多重三角形命令。

设计举例：创建多边形物体。

例1：创建一个立方体。

如上图，先用符号“V”定义立方体的8个顶点。

假设该立方体的顶点在正面的中心，如上图中的红点位置，立方体的尺寸为2×2×2，单位为系统中的透镜单位。

然后，用符号“R”连接顶点。

多边形物体需要保存在Zemax\Objects\Polygon Objects目录中，以便ZEMAX 识别。扩展名应为POB，用于多边形物体。

在ZEMAX序列模式中调用，LDE如下图：

打开NSC Editor，设置如下图：

查看3D Layout：

例2：创建一个顶角为30°的直角棱镜。

建立一个顶角为30°的直角棱镜。以棱镜直角面的中心为原点建立直角坐标，确定棱镜的各点的坐标，如下图：

在记事本中输入以下内容：

然后将编写好的POB文件保存在“ZEMAX→Objects→Polygon Object”文件夹下，文件名为“Prism30.POB”。

在ZEMAX序列模式中调用，LDE如下图：

打开NSC Editor，设置如下图：

查看3D Layout：

常用多边形物体（如常用棱镜）都可以直接从ZEMAX自带的Objects列表（POB文件）中调用，特殊的多边形物体需要自己编写POB文件。

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